KI-gestützte ZEISS Lösung prüft Implantat-Beschichtungen automatisiert.

Gut 400.000 Hüft- und Knieprothesen werden in Aarau pro Jahr gefertigt. Ein Großteil davon wird in fünf hochmodernen Vakuumkammern bei Temperaturen von bis zu 20.000 Grad Celsius beschichtet, entweder rein mit Titan oder mit Titan und Hydroxyapatite. Letzteres ist eine Knochenersatzsubstanz, die das Einwachsen der Knochenbälkchen in die poröse Prothesenoberfläche verbessert bzw. stimuliert.

Die geforderte Dicke der Titan- und Hydroxylapatitschicht bei einem Polarstem für die Hüftrekonstruktion liegt zwischen 155 und 305 Mikrometer. Seit der in rund 100 Ländern tätige Konzern in Aarau Implantate beschichtet, wird für die Prüfung der Schichtdicke das Lichtmikroskop ZEISS Imager eingesetzt. Seit Sommer 2022 arbeitet das weltweit rund 15.000 Mitarbeitende beschäftigende Medizintechnikunternehmen in Aarau auch mit einem ZEISS Axio Imager.Z2m.

Für die Messung der Schichtdicken war bisher ein geschultes Auge und viel menschliches Zutun erforderlich. Ohne KI-Unterstützung dauert der Analyseprozess bei einem POLARSTEM deshalb 45 bis 60 Minuten. Zehnmal schneller geht es, seit Smith+Nephew mit dem Lichtmikroskop ZEISS Axio Imager.Z2m arbeitet. Mit dieser One-Click-Lösung liegt ein umfassendes Protokoll mit Werten zur Schichtdicke und Porosität bereits nach fünf bis sieben Minuten vor. Das hat für Smith+Nephew gleich zwei Vorteile: Die Bediener können jetzt einen größeren Teil ihrer Arbeitszeit für andere Aufgaben wie das Abkleben der Implantate nutzen. Zudem lassen sich jetzt mögliche Fertigungsprobleme schneller erkennen.

Diese drastische Beschleunigung des Messprozesses wird durch eine KI-gestützte Bildsegmentierung möglich. Die Bediener des ZEISS Axio Imager.Z2m brauchen jetzt nur noch die Probe ausrichten und die Software ZEISS ZEN core starten – alles andere erfolgt automatisiert. „Einfacher geht’s nicht“, findet Stéphane Monod, verantwortlich für die Qualität von Smith+Nephew am Standort Aarau. „Und ganz gleich, wer diese Probe untersuchen würde, die Messergebnisse wären immer gleich“ – ein weiterer Vorteil, nicht nur für Medizintechnikunternehmen.